专利名称：用于生产具有多色图样食品的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及食品生产器械领域，具体为一种主要用于生产具有多色图样食品的全
自动生产设备。
背景技术：
糖果食品制造行业中往往需要将糖果造出各种彩色的花样，比如做成圣诞老人或 其它异性样式，由于产品形状复杂及需要经常变化，无法采用机器生产，目前这类产品均用 手工制造，糖果食品行业中将这一工序称为"点花"。由于该工序需要大量人员，需要建造大 面积的超净厂房，投资大，能源消耗大。根据国际食品反恐安全条例，厂房内虽然安装摄像 监控系统，仍然无法确保食品反恐安全。大量工作人员也使控制食品卫生安全增加了生产 成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够安全卫生地生产具有多色图 样食品的全自动生产设备。
为此，本发明提供的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于包括 控制主机，用于处理预定多色图样，生成与不同颜色图层相应的数据和指令，并将
不同颜色图层的数据和指令分配给不同的嵌入式微电脑控制器。 传送带，由伺服电机驱动水平输送，其载物面上沿传送带输送方向等节距设置有 多个料盘，所述伺服电机由一嵌入式微电脑控制器操作。 多个上色单元，与各料盘对应沿传送带输送方向间隔等距设置，每个上色单元包 括一个嵌入式微电脑控制器、一个平行于传送带输送方向水平设置的X轴运动机构、一个 垂直于传送带输送方向水平设置的Y轴运动机构、一个沿竖直方向设置于X轴运动机构一 端的Z轴运动机构、由Z轴运动机构驱动的喷料机构、向喷料机构供料的储料装置、水平相 对设置于传送带两侧的料盘夹紧机构，所述各个上色单元的嵌入式微电脑控制器通过网络 通讯装置与控制主机连接，其根据接收的控制主机的数据和指令，控制各运动机构、喷料机 构和料盘夹紧机构动作。 所述Y轴运动机构，包括垂直于传送带输送方向水平设置的直线轨道、活动设置 于直线轨道上的滑块、可驱动滑块沿直线轨道滑动的滚珠丝杆、以及通过联轴器连接驱动 滚珠丝杆的步进电机，所述步进电机与嵌入式微电脑控制器输出口连接，并根据其指令控 制动作。 所述X轴运动机构，包括沿平行于传送带输送方向活动配设于所述滑块上的直线 轨道、可驱动直线轨道沿滑块移动的滚珠丝杆、通过联轴器连接驱动滚珠丝杆的步进电机、 以及初始位置感应器，所述步进电机与嵌入式微电脑控制器输出口电连接，并根据其指令 控制动作；所述初始位置感应器与嵌入式微电脑控制器输入口连接，其检测料盘定位点产 生图样绘制的初始点位置信号，并传递给控制器。
所述Z轴传动机构，包括沿竖直方向设置于X轴传动机构一端的送料气缸，与嵌入
式微电脑控制器输入口连接、用于检测气缸工作状态的送料气缸限位感应器、以及与嵌入
式微电脑控制器输出口连接、用于控制气缸上下动作的第一电磁阀；所述喷料机构包括与
储料装置连通、且由所述送料气缸驱动升降的喷嘴，用于控制喷嘴出料动作的第二电磁阀，
所述第二电磁阀与嵌入式微电脑控制器输出口连接，其响应控制器指令。 所述储料装置，包括储存绘制图样液料且通过管道与喷料机构的喷嘴连通的容
器，该容器设置有用于加热原料的加热器、用于控制容器内温度的温度控制器、用于检测压
力信号的气管压力感应器、用于检测原料液面的液面感应器，所述温度控制器、气管压力感
应器和液面感应器与嵌入式微电脑控制器输入口连接，用于向控制器传递各检测信号；该
容器通过开关阀与一加压供气管连接，所述开关阀与嵌入式微电脑控制器输出口连接，其
根据控制器指令进行开关动作。 所述料盘夹紧机构，包括相对设置于传送带两侧的两个夹紧气缸，与嵌入式微电 脑控制器输出口连接、控制夹紧气缸动作的电磁阀，用于检测料盘位置信号的位置感应器， 以及与嵌入式微电脑控制器输入口连接，用于检测气缸工作状态的夹紧气缸限位感应器， 所述嵌入式微电脑控制器根据接收到的检测料盘位置信号，使传送带停止输送，并使夹紧 气缸动作夹紧料盘。 本设备设置有传送带定位感应器，与嵌入式微电脑控制器连接、用于向控制器传 递传送带工作状态检测信号。 为了保证食品加工过程中的安全和卫生，本设备还设置有沿传送带输送方向延 伸、并于传送带尾端开口的玻璃防护罩。 为了使成形后的食品快速地冷却和凝固，本设备在所述传送带尾端设置有一冷却 装置。 本发明具有如下有益效果 本发明设置多个沿传送带等节距分布的多个上色单元，每个上色单元由一个嵌入 式微电脑控制器独立控制，配合每个上色单元不同的上色原料，这样可以根据预设的不同 图样、由各个上色单元配合最终完成具有多色的食品图样；控制部分采用分布式电脑控制 技术，用一台控制主机通过以太网交换机控制多台嵌入式微电脑控制器设备组合而成，控 制主机的功能是处理图样信息和向其他嵌入式微电脑控制单元分配任务，从而使文件处 理、控制和检测更为方便；本发明采用全自动生产线来替代手工生产多色图样食品，大大节 约了劳动力，提供生产效率，且使食品更加安全卫生。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明 图1为本发明上色单元的结构图。 图2为本发明Z轴运动机构的结构图。 图3为本发明传送带的结构图。 图4为本发明的外部结构示意图。 图5为本发明玻璃防护罩内部的结构图。 图6为本发明复位程序的流程图，包括图6 (a)、图6 (b)。
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图7为本发明工作程序流程图，包括图7 (a)、图7 (b)、图7 (c)。
图8为本发明网络传输文件流程图。
具体实施例方式参照图1至图5。具有多色图样食品的设备，包括 控制主机，用于处理预定多色图样，生成与不同颜色图层相应的数据和指令，并将 不同颜色图层的数据和指令分配给不同的嵌入式微电脑控制器。 传送带1，由伺服电机104驱动水平输送，其载物面上沿传送带1输送方向等节距 设置有多个料盘IOI，所述伺服电机104由一嵌入式微电脑控制器操作。
多个上色单元2，与各料盘101对应沿传送带1输送方向间隔等距设置，每个上色 单元2包括一个嵌入式微电脑控制器、一个平行于传送带1输送方向水平设置的X轴运动 机构、 一个垂直于传送带1输送方向水平设置的Y轴运动机构、 一个沿竖直方向设置于X轴 运动机构一端的Z轴运动机构、由Z轴运动机构驱动的喷料机构、向喷料机构供料的储料装 置、水平相对设置于传送带1两侧的料盘夹紧机构，所述各个上色单元1的嵌入式微电脑控 制器通过网络通讯装置与控制主机连接，其根据接收的控制主机的数据和指令，控制各运 动机构、喷料机构和料盘夹紧机构动作。 Y轴运动机构，包括垂直于传送带1输送方向水平设置的直线轨道216、活动设置 于直线轨道216上的滑块221、可驱动滑块沿直线轨道216滑动的滚珠丝杆215、以及通过 联轴器213连接驱动滚珠丝杆215的步进电机214，所述步进电机214与嵌入式微电脑控制 器输出口连接，并根据其指令控制动作。 X轴运动机构，包括沿平行于传送带1输送方向活动配设于所述滑块221上的直线 轨道217、可驱动直线轨道217沿滑块221移动的滚珠丝杆218、通过联轴器219连接驱动 滚珠丝杆218的步进电机220、以及初始位置感应器205，所述步进电机220与嵌入式微电 脑控制器输出口电连接，并根据其指令控制动作；所述初始位置感应器205与嵌入式微电 脑控制器输入口连接，其检测料盘101定位点产生图样绘制的初始点位置信号，并传递给 控制器。 Z轴传动机构，包括沿竖直方向设置于X轴传动机构一端的送料气缸204，与嵌入 式微电脑控制器输入口连接、用于检测气缸204工作状态的送料气缸限位感应器、以及与 嵌入式微电脑控制器输出口连接、用于控制气缸204上下动作的第一电磁阀；所述喷料机 构包括与储料装置连通、且由所述送料气缸204驱动升降的喷嘴223，用于控制喷嘴223出 料动作的第二电磁阀222，所述第二电磁阀222与嵌入式微电脑控制器输出口连接，其响应 控制器指令。 储料装置，包括储存绘制图样液料且通过管道与喷料机构的喷嘴223连通的容
器207，该容器207设置有用于加热原料的加热器209、用于控制容器内温度的温度控制器
224、用于检测压力信号的气管压力感应器、用于检测原料液面的液面感应器208，所述温度
控制器224、气管压力感应器和液面感应器224与嵌入式微电脑控制器输入口连接，用于向
控制器传递各检测信号；该容器通过开关阀210与一加压供气管212连接，所述开关阀210
与嵌入式微电脑控制器输出口连接，其根据控制器指令进行开关动作。 料盘夹紧机构，包括相对设置于传送带1两侧的两个夹紧气缸202，与嵌入式微电脑控制器输出口连接、控制夹紧气缸202动作的电磁阀201，用于检测料盘101位置信号的 位置感应器203，以及与嵌入式微电脑控制器输入口连接，用于检测气缸工作状态的夹紧气 缸限位感应器206，所述嵌入式微电脑控制器根据接收到的检测料盘位置信号，使传送带1 停止输送，并使夹紧气缸202动作夹紧料盘101。 本设备设置有传送带定位感应器102，与嵌入式微电脑控制器连接、用于向控制器 传递传送带1工作状态检测信号。 为了保证食品加工过程中的安全和卫生，本设备还设置有沿传送带1输送方向延 伸、并于传送带l尾端开口的玻璃防护罩4。 为了使成形后的食品快速地冷却和凝固，本设备在所述传送带尾端设置有一冷却 装置3。 下面对本发明的控制部分的流程作详细的说明 所有的嵌入式微电脑控制器系统接收完成文件和指令后，控制主机便可脱机离 线，此时选其中一台嵌入式微电脑控制器系统接手整台生产线的管理工作，它除了担负图 样的绘制任务外还需担负控制传送带的功能。 参照图6。复位程序流程图说明了生产线接通电源后进入生产前的准备工作过程， 文字解释流程如下I,/0IN--o "气压力开关"I,/0OUT--0"报警铃"I,/0IN--1 "开盖保护"I,/0OUT--1I,/()IN--2 "外围传感器"I,/0OUT--2"送料气缸电磁阀"I,/()IN--3 "下一道工序就绪"I,/0OUT--3"夹紧气缸电磁阀"I,/()IN--4 "温度感应器"I,/0OUT--4"就绪信号"I,/()IN--5 "料盒感应器"I,/0OUT--5"0，，I,/()IN--6 "送料气缸下限位感应器"I,/0OUT--6"0，，I,/()IN--7 "送料气缸上限位感应器"I,/0OUT--7"0，，I,/()IN--8 "夹紧气缸伸出感应器"I,/0OUT--8"0，，I,/()IN--9 "夹紧气缸縮回感应器"I,/0out--9"传送带信号"I,/()IN--10 "气压力开关"I,/()IN--11 "传送带定位感应器" 首先，开机通电一嵌入式微电脑控制器保证所有马达在停机状态一读入1/ O-IN-IO，这里是检测供气压力的，如果是"0 (低电平)"，显示器显示"气压不足"，警铃报 警，电脑程序会停顿在这里循环检测直至正常为止一电脑送出低电平I/O 0UT-2 "0"，送料 气缸升起一读入1/0-IN-7，检测送料气缸是否升起并到达最高点，如果经过若干时间还没 检测到信号"1"—显示器显示"送料气缸限位感应器故障"，警铃报警一电脑程序停顿在这 里直至按下"继续"键，电脑再重覆这个循环。如是"1 "，正常通过一电脑送出低电平I/O 0UT-3 "0"，夹紧气缸縮回一读入1/0-IN-9，检测夹紧气缸是否縮回并到达顶点，如果经过 若干时间还没检测到信号"1"—显示器显示"夹紧气缸限位感应器故障"，警铃报警一电脑 程序停顿在这里直至按下"继续"键，电脑再重覆这个循环。如果是"1"，正常通过一控制器 控制X轴步进电机和Y轴步进电机同时运动，各自回到各自的"HOME"(起步点)位置一电 脑同时送出高电平I/O 0UT-4 "1""就绪信号"，向其它控制器发布本机已准备好一同时读入I/O-IN-0, I/O-IN-l, I/O-IN-2, 1/0-IN-3，如果不是"F(电脑机器语言，代表1111)"，延 迟20毫秒再读一次，在这期间显示器显示"等待I/O"。如果是"F"，正常通过一送出高电 平I/O 0UT-9 "1""传送带信号"启动一控制器第三轴驱动传送带伺服电机转动一读入I/O IN-11"传送带定位感应器"，如果经过若干时间还没检测到信号"1"—传送带伺服电机停止 转动，显示器显示"传送带定位感应器异常"，警铃报警一电脑程序停顿在这里直至按下〃 继续〃 键，电脑再重覆这个循环。如果是"1"，正常通过一送出低电平I/O 0UT-9 "0""传 送带信号"停止一显示器显示"复位完成"。此时生产线处于待机状态。
参照图8。网络传输文件流程说明如何将文件输入到生产线的嵌入式微电脑控制 器。 参照图7。工作程序流程图说明了生产线进入生产的工作过程，文字解释流程如 下 加工文件有网络传到各个嵌入式微电脑控制器内保存。按动"启动"键一读入1/ 0-IN-0， I/O-IN-l, I/0-IN-2, 1/0-IN-3，如果不是"F(电脑机器语言，代表1111)"，延迟20 毫秒再读一次，在这期间显示器显示"等待I/O"。如果是"F"，正常通过一读入I/0-IN-10, 这里是检测供气压力的，如果是"0 (低电平)"，显示器显示"气压不足"，警铃报警，电脑程 序会停顿在这里循环检测直至正常为止一读入I/O IN-5，"料盒感应器"如果不是"0"，没有 料盘一电脑送出低电平I/O 0UT-3"0"，夹紧气缸縮回一读入1/0-IN-9，检测夹紧气缸是否 縮回并到达顶点，如果经过若干时间还没检测到信号"1"—显示器显示"夹紧气缸限位感应 器故障"，警铃报警一电脑程序停顿在这里直至按下〃 继续〃 键，电脑再重覆这个循环。如 果是"1"，正常通过一控制器第一轴驱动X轴步进电机和第二轴驱动Y轴步进电机同时运 动，各自回到各自的"HOME"(起步点)位置一电脑控制器送出高电平I/O 0UT-4 "1""就 绪信号"一送出高电平I/O 0UT-9 "1""传送带信号"启动一控制器第三轴驱动传送带伺服 电机转动一读入I/0IN-11 "传送带定位感应器"，如果经过若干时间还没检测到信号"1"— 传送带伺服电机停止转动一送出低电平I/0 0UT-9 "0""传送带信号"停止一显示器显示 "传送带定位感应器异常"，警铃报警一电脑程序停顿在这里直至按下"继续"键，电脑再重 覆这个循环。如果是"1"，正常通过一送出低电平I/0 0UT-9 "0""传送带信号"停止一回 到主程序。 I/O IN-5，"料盒感应器"如果是"0"，正常通过一电脑送出低电平I/O 0UT-3 "1"， 夹紧气缸伸出一读入1/0-IN-8，检测夹紧气缸是否伸出，如果经过若干时间还没检测到信 号"1"—显示器显示"夹紧气缸限位感应器故障"，警铃报警一电脑程序停顿在这里直至按 下"继续"键，电脑再重覆这个循环。如果是"1"，正常通过一移动X轴寻找工作"O"点感 应器(机器位置参考点)一控制器控制X轴步进电机和Y轴步进电机同时运动到输入图形 某段轨迹的起点一电脑送出高电平I/O 0UT-2 "1"，送料气缸下降一读入1/0-IN-6，检测 送料气缸是否将到底部，如果经过若干时间还没检测到信号"1"—显示器显示"送料气缸 限位感应器故障"，警铃报警一电脑程序停顿在这里直至按下"继续"键，电脑再重覆这个循 环。如是"1"，正常通过一X轴步进电机和Y轴步进电机同时按图形轨迹运动，同时打开出 料电磁阀一完成本"块"图像加工，关闭出料开关，电脑送出低电平I/O 0UT-2 "0"，送料气 缸升起一读入1/0-IN-7，检测送料气缸是否升起并到达最高点，如果经过若干时间还没检 测到信号"1"—显示器显示"送料气缸限位感应器故障"，警铃报警一电脑程序停顿在这里直至按下〃 继续〃 键，电脑再重覆这个循环。如是"1"，正常通过一判断是否完成加工，如 果还要加工，再循环本段程序，如果完成加工一没隔20毫秒读入I/O IN-3，该信号是检测 生产线上的其他嵌入式微电脑控制器系统是否已完成工作。如是"1 "，正常通过一本机电 脑控制器送出高电平I/O 0UT-4 "1""就绪信号"一送出高电平I/O 0UT-9 "1""传送带 信号"启动一控制器第三轴驱动传送带伺服电机转动一读入1/0 IN-ll "传送带定位感应 器"，如果经过若干时间还没检测到信号"1"—传送带伺服电机停止转动一送出低电平I/O 0UT-9 "0""传送带信号"停止一显示器显示"传送带定位感应器异常"，警铃报警一电脑程 序停顿在这里直至按下"继续"键，电脑再重覆这个循环。如果是"1"，正常通过一送出低电 平I/O 0UT-9 "0""传送带信号"停止一回到程序开始，周而复始工作。
特别提出，几乎所有的机器设备的工作"O"点是固定不变的，本生产线的工作"O" 点特点在于可随料盘的位置随机变动，其优点是解决特长传送带的定位问题，按照传统方 法定位，设备的制造成本要提高数倍以上。
权利要求
用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于包括控制主机，用于处理预定多色图样，生成与不同颜色图层相应的数据和指令，并将不同颜色图层的数据和指令分配给不同的嵌入式微电脑控制器。传送带，由伺服电机驱动水平输送，其载物面上沿传送带输送方向等节距设置有多个料盘，所述伺服电机由一嵌入式微电脑控制器操作。多个上色单元，与各料盘对应沿传送带输送方向间隔等距设置，每个上色单元包括一个嵌入式微电脑控制器、一个平行于传送带输送方向水平设置的X轴运动机构、一个垂直于传送带输送方向水平设置的Y轴运动机构、一个沿竖直方向设置于X轴运动机构一端的Z轴运动机构、由Z轴运动机构驱动的喷料机构、向喷料机构供料的储料装置、水平相对设置于传送带两侧的料盘夹紧机构，所述各个上色单元的嵌入式微电脑控制器通过网络通讯装置与控制主机连接，其根据接收的控制主机的数据和指令，控制各运动机构、喷料机构和料盘夹紧机构动作。
2. 根据权利要求1所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于所述Y轴运动机构，包括垂直于传送带输送方向水平设置的直线轨道、活动设置于直线轨道上的滑 块、可驱动滑块沿直线轨道滑动的滚珠丝杆、以及通过联轴器连接驱动滚珠丝杆的步进电 机，所述步进电机与嵌入式微电脑控制器输出口连接，并根据其指令控制动作。
3. 根据权利要求2所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于所述X轴运动机构，包括沿平行于传送带输送方向活动配设于所述滑块上的直线轨道、可驱动直线 轨道沿滑块移动的滚珠丝杆、通过联轴器连接驱动滚珠丝杆的步进电机、以及初始位置感应器，所述步进电机与嵌入式微电脑控制器输出口电连接，并根据其指令控制动作；所述初 始位置感应器与嵌入式微电脑控制器输入口连接，其检测料盘定位点产生图样绘制的初始 点位置信号，并传递给控制器。
4. 根据权利要求1或3所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于所述 Z轴传动机构，包括沿竖直方向设置于X轴传动机构一端的送料气缸，与嵌入式微电脑控制 器输入口连接、用于检测气缸工作状态的送料气缸限位感应器、以及与嵌入式微电脑控制 器输出口连接、用于控制气缸上下动作的第一电磁阀；所述喷料机构包括与储料装置连通、 且由所述送料气缸驱动升降的喷嘴，用于控制喷嘴出料动作的第二电磁阀，所述第二电磁 阀与嵌入式微电脑控制器输出口连接，其响应控制器指令。
5. 根据权利要求4所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于所述储料 装置，包括储存绘制图样液料且通过管道与喷料机构的喷嘴连通的容器，该容器设置有用 于加热原料的加热器、用于控制容器内温度的温度控制器、用于检测压力信号的气管压力 感应器、用于检测原料液面的液面感应器，所述温度控制器、气管压力感应器和液面感应器 与嵌入式微电脑控制器输入口连接，用于向控制器传递各检测信号；该容器通过开关阀与 一加压供气管连接，所述开关阀与嵌入式微电脑控制器输出口连接，其根据控制器指令进 行开关动作。
6. 根据权利要求1所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于所述料盘 夹紧机构，包括相对设置于传送带两侧的两个夹紧气缸，与嵌入式微电脑控制器输出口连 接、控制夹紧气缸动作的电磁阀，用于检测料盘位置信号的位置感应器，以及与嵌入式微电 脑控制器输入口连接，用于检测气缸工作状态的夹紧气缸限位感应器，所述嵌入式微电脑控制器根据接收到的检测料盘位置信号，使传送带停止输送，并使夹紧气缸动作夹紧料盘。
7. 根据权利要求1所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于还设置有 传送带定位感应器，与嵌入式微电脑控制器连接、用于向控制器传递传送带工作状态检测信号。
8. 根据权利要求1所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于还设置有 沿传送带输送方向延伸、并于传送带尾端开口的玻璃防护罩。
9. 根据权利要求1所述的用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于所述传送 带尾端设置有一冷却装置。
全文摘要
用于生产具有多色图样食品的设备，其特征在于包括控制主机，传送带，由伺服电机驱动水平输送，其载物面上沿传送带输送方向等节距设置有多个料盘；多个上色单元，与各料盘对应沿传送带输送方向间隔等距设置，每个上色单元包括一个嵌入式微电脑控制器、一个X轴运动机构、一个Y轴运动机构、一个Z轴运动机构、由Z轴运动机构驱动的喷料机构、向喷料机构供料的储料装置、水平相对设置于传送带两侧的料盘夹紧机构，所述各个上色单元的嵌入式微电脑控制器通过网络通讯装置与控制主机连接，其根据接收的控制主机的数据和指令，控制各运动机构、喷料机构和料盘夹紧机构动作。
文档编号A23G3/50GK101766249SQ200810189189
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者刘慧航 申请人:福建省麦雅数控科技有限公司